Обоснование рациональных параметров теплообменных насадок компактных регенеративных горелок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Начкебия Наталья Сергеевна

• Начкебия Наталья Сергеевна
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Начкебия Наталья Сергеевна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1 АНАЛИЗ НАУЧНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В ОБЛАСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ГОРЕЛОК

1.1 Этапы развития и применения регенеративных горелок

1.2 Исследование применяемых материалов в качестве теплоаккумулятора в компактной регенеративной насадке

1.3 Анализ использования регенеративных горелок в беспламенном режиме и для сжигания низкопотенциальных

видов топлива

1.4 Анализ применяемых расчетных методов исследования компактных регенеративных насадок

1.5 Цель и задачи исследования

1.6 Выводы по разделу 1 34 РАЗДЕЛ 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Создание математической модели теплообменных процессов компактной регенеративной насадки 36 2.1.1 Постановка задачи 36 2.1.2Математическая модель теплообменных процессов в

компактной регенеративной насадке

2.2 Планирование эксперимента

2.3 Экспериментальная установка для подтверждения адекватности математической модели

2.4 Методика определения оптимального времени смены фаз регенеративной насадки

2.5 Выводы по разделу

РАЗДЕЛ 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В ШАРИКОВОЙ НАСАДКЕ РЕГЕНЕРАТИВНОЙ ГОРЕЛКИ

3.1 Экспериментальное подтверждение адекватности разработанной математической модели

3.2 Проверка достоверности расчетной методики

3.3 Способ определения коэффициентов кд и кв

3.4 Определение величины температурного напора между продуктами сгорания и материалом насадки

3.5 Выводы по разделу 3 74 РАЗДЕЛ 4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В ШАРИКОВОЙ НАСАДКЕ РЕГЕНЕРАТИВНОЙ ГОРЕЛКИ

4.1 Определение оптимального времени перекидки клапанов

4.2 Расчет конструктивных параметров модельного ряда насадок

4.3 Анализ зависимостей конструктивных параметров

компактной насадки от теплотехнологических условий работы

4.4 Оценка экономического эффекта от использования регенеративных горелок

4.5 Выводы по разделу 4 103 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 106 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 109 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 110 Приложение А Копия документа о внедрении результатов диссертационной работы на производство 124 Приложение Б Копия документа о внедрении результатов диссертационной работы в учебный процесс 125 Приложение В Копия документа о внедрении результатов диссертационной работы в научную тему

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Значительная часть энергопотребления в промышленности связана с использованием тепловой энергии. При этом особое место занимают высокотемпературные процессы, на обеспечение которых тратится большое количество топлива. Использование теплоты отходящих дымовых газов промышленных агрегатов является одним из наиболее перспективных направлений энергосбережения.

Задачи использования теплоты продуктов сгорания топлива решаются путем применения теплообменных аппаратов. Последние несколько десятилетий в мировой практике успешно применяются регенеративные и рекуперативные горелки. Регенеративные горелки зарекомендовали себя как наиболее эффективный способ повышения энергоэффективности технологических процессов с рабочей температурой более 800°С Несмотря на это, до сих пор вопрос определения рациональных технологических и эксплуатационных параметров регенеративных горелок не является окончательно решенным, так как отсутствуют универсальные методики расчета. Параметры работы регенеративных горелок устанавливаются производителем по результатам их исследований, и эти характеристики не всегда являются доступной информацией. Производители регенеративных горелок считают свои методики определения рациональных параметров работы и других показателей этих устройств коммерческой тайной. В этой связи разработка научно обоснованных методик определения рациональных параметров, обеспечивающих эффективную эксплуатацию данного оборудования, является актуальной научно-технической задачей, имеющей отраслевое значение.

Степень разработанности темы исследования. Вопросам теплообменных процессов компактной регенеративной насадки посвящено много исследований (например, в работы В.И. Губинского, М.В. Губинского, Ю.Л. Курбатова, А.Б. Бирюкова, Г.М. Дружинина, Г.М. Затопляева, С.К. Попова и др.). В частности, разработан ряд математических моделей для анализа процессов

теплообмена в насадке устройства. Многие из современных исследователей используют научные инструменты, ранее разработанные для расчета работы классических регенераторов шахтных и нагревательных печей, которые существенно отличаются в конструктивном плане. В связи с этим можно считать, что на данный момент отсутствует научно обоснованная методика для расчета компактных регенеративных горелок, что подтверждает актуальность данной работы.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнена в соответствии с планами научного направления кафедры технической теплофизики Донецкого национального технического университета «Развитие теоретических и технологических основ рационального управления тепломассообменными процессами в различных технологиях» и является частью исследований, проведенных в рамках госбюджетной темы «Совершенствование тепломассообменных процессов и режимов работы оборудования для тепловой обработки материалов» № Н-2022-13, в выполнении которой автор принимал участие в качестве исполнителя. По завершении госбюджетной темы исследования продолжились в рамках молодежной научной лаборатории ДонНТУ «Приборостроение и станкостроение» путем решения задачи построения системы диагностирования параметров работы регенеративных горелок.

Цель и задачи исследования. Цель работы - разработка методики теплового и конструктивного расчета характеристик шариковой насадки регенеративной горелки, экспериментальное подтверждение полученных результатов, обоснование рациональных параметров работы горелки для повышения энергоэффективности.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие основные задачи:

- проведен анализ известных научных и технических решений в области совершенствования параметров регенеративных горелок;

- разработана математическая модель расчета теплообмена в теплообменной насадке компактной регенеративной горелки и подтверждена ее адекватность;

- разработана расчетная методика, позволяющая определить конструктивные и технологические параметры работы регенеративной горелки;

- определены рациональные параметры регенеративных горелок;

- разработаны рекомендации по практическому применению полученных результатов исследований.

Объект исследования - теплообменные процессы в насадке регенеративной горелки.

Предмет исследования - рациональные конструктивные и технологические параметры насадок регенеративных горелок.

Научная новизна полученных результатов.

1. Впервые в результате исследований установлено, что изменение температуры продуктов сгорания на выходе из насадки в период «дымовой» фазы подчиняется логарифмической зависимости.

2. Впервые получено критериальное уравнение, устанавливающее зависимость величины параметра, характеризующего изменение температуры продуктов сгорания на выходе из насадки, от различных факторов, и позволяющее определить эту величину при проектировании регенеративной горелки.

3. Получены значения оптимального с точки зрения максимизации коэффициента использования топлива времени переключения клапанов регенеративных горелок.

Теоретическая значимость работы состоит в разработке математического аппарата для установления зависимости изменения температуры продуктов сгорания на выходе из компактной насадки регенеративной горелки во времени, развитии методов определения рациональных параметров теплообменных насадок регенеративных горелок за счет разработки новых научных методик, позволяющих определять изменение температур газообразных теплоносителей и

насадки, рациональные значения геометрических параметров и времени перекидки клапанов.

Практическая ценность результатов. Усовершенствована расчетная методика для проектного теплового расчета насадки регенеративных горелок. На основе математической модели теплообменных процессов в регенеративной насадке разработано соответствующее программное обеспечение. Обоснованы рациональные параметры теплообменных насадок компактных регенеративных горелок. Установленные рациональные диапазоны основных конструктивных и технологических параметров, такие как скорость теплоносителя и отношение высоты засыпки к диаметру насадки, являются основой для проектирования отечественных компактных регенеративных горелок и их успешного внедрения на печных агрегатах с получением значительной экономии топлива. Определены основные конструктивные параметры линейки мощностей регенеративных горелок.

Результаты исследования приняты на НПО «Ясиноватский машиностроительный завод» для определения параметров насадок регенеративных горелок для отопления печей кузнечно -прессового цеха и внедрены в учебный процесс кафедры технической теплофизики ФГБОУ ВО «ДонНТУ» в рамках дисциплины «Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки».

Методология и методы исследования. Работа выполнена на основе методологии системного подхода, предполагающего рациональное сочетание теоретических и экспериментальных методов исследования. В качестве основного метода исследования теплообменных процессов в компактной насадке регенеративной горелки разработана математическая модель, рассматривающая тепловые балансы условно выделенных слоев по высоте насадки и учитывающая термические характеристики теплоаккумулирующих шариков, образующих насадку, за счет решения дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности. Верификация математической модели проведена при помощи специально разработанной экспериментальной установки, имитирующей

«дымовую» фазу работы регенеративной горелки. Установленные при помощи математической модели закономерности изменения величин, характеризующих тепловую работу насадки, использованы для совершенствования расчетных методик, что позволило с их помощью уточнить значения рациональных параметров компактных насадок регенеративных горелок. На всех этапах исследования для аппроксимации результатов и подтверждения адекватности полученных зависимостей использовались методы математической статистики.

Положения, выносимые на защиту.

1. Обосновано, что температура продуктов сгорания на выходе из компактной насадки регенеративной горелки меняется во времени по

логарифмической зависимости ¿д(г) = ¿Д™ + (¿Дечь-¿Д™)кд • 1п(г). Установлена

зависимость параметра этой зависимости кд от безразмерных комплексов, характеризующих процесс.

2. Показано, что наиболее эффективное для получения максимальной величины коэффициента использования топлива значение времени переключения клапанов регенеративных горелок находятся в диапазоне 20...95 секунд и обоснованы рациональные конструктивные и технологические параметры насадок. Для конструктивного параметра насадки, отношения высоты засыпки теплоаккумулирующего материала к диаметру насадки H/D, обоснован рациональный диапазон 1,35.2,60.

Степень достоверности и апробация результатов диссертации. Достоверность полученных в диссертации научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректностью поставленных задач, достаточным объемом аналитических исследований, достаточным уровнем согласованности результатов экспериментальных и теоретических исследований. Математическая модель верифицирована при помощи проведения экспериментов на специально созданной лабораторной установке, имитирующей «дымовую фазу работы регенеративной горелки», расхождения расчетных и экспериментальных данных не превышает 5%.

Личный вклад соискателя. Диссертантом лично разработана и создана экспериментальная установка для изучения теплообменных процессов в шариковой насадке компактной регенеративной горелки; разработана математическая модель работы насадки компактной регенеративной горелки, доказана ее адекватность путем сравнения результатов с литературными данными и результатами, полученными в процессе проведения эксперимента; установлена зависимость изменения температуры продуктов сгорания на выходе из насадки; уточнены значения оптимального времени перекидки клапанов и определены рациональные конструктивные и технологические параметры работы регенеративных горелок.

Публикации. Основные результаты диссертационных исследований изложены в 14 печатных работах, из них 6 - в рецензируемых научных изданиях, включая 3 работы в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов, утвержденных ВАК РФ (3 соответствуют категории К2); 8 - в материалах конференций.

Соответствие темы и содержания диссертации паспорту научной специальности. Тема и содержание диссертации «Обоснование рациональных параметров теплообменных насадок компактных регенеративных горелок» на соискание ученой степени кандидата технических наук соответствует паспорту научной специальности 2.4.6. Теоретическая и прикладная теплотехника (технические науки), в частности: п. 5. «Научные основы и методы интенсификации процессов тепло- и массообмена и тепловой защиты. Процессы тепло- и массообмена в оборудовании, предназначенном для производства, преобразования, передачи и потребления теплоты», п. 6. «Научные основы повышения эффективности использования энергетических ресурсов в теплотехническом оборудовании и использующих теплоту системах и установках», п. 9 «Системы обеспечения теплового режима теплоэнергетических, промышленных и коммунальных объектов, теплопотребляющего и тепловыделяющего оборудования, методы их совершенствования. Математическое моделирование и оптимизация энерготехнологических систем

промышленных предприятий и систем теплоснабжения зданий, районов и городов» и п. 10 «Теоретические аспекты и методы интенсивного энергосбережения в тепловых технологических системах и процессах. Теоретические основы создания малоотходных и безотходных тепловых технологических установок, способствующих защите окружающей среды».

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа содержит 126 страниц машинописного текста и состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 108 источников на 14 страницах, 3 приложений, иллюстрируется 26 рисунками и содержит 15 таблиц.

РАЗДЕЛ

АНАЛИЗ НАУЧНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В ОБЛАСТИ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕГЕНЕРАТИВНЫХ

ГОРЕЛОК

1.1 Этапы развития и применения регенеративных горелок

Непрерывный рост мирового промышленного производства приводит к увеличению потребления всех видов энергетических ресурсов, среди которых лидирующие позиции занимают органические ископаемые виды топлива. В энергетике, металлургии и машиностроении основным топливом является природный газ, запасы которого не являются безграничными, и, как следствие, наблюдается постоянный рост его стоимости. Поиск альтернативных и возобновляемых источников энергии не позволяет полностью решить энергетические проблемы. В связи с этим актуальной задачей является более рациональное использование имеющихся ресурсов. Одним из способов экономии топлива в металлургии и машиностроении является наиболее полное использование вторичных энергоресурсов (ВЭР). На высокотемпературных агрегатах обычно это реализуется использованием теплоты дымовых газов для предварительного подогрева воздуха и топлива, и, как следствие, происходит снижение потерь тепла в окружающую среду. Для этого используются рекуперативные и регенеративные теплообменники, как в их классическом исполнении, так и в виде составной части современных горелочных устройств.

В последнее десятилетие значительную популярность приобрело применение рекуперативных и регенеративных горелок. Рекуперативные и регенеративные горелки были разработаны с целью непосредственного использования теплоты дымовых газов для подогрева воздуха горения и повышения технико-экономических показателей агрегатов.

В рекуперативных горелках в качестве конструктивного элемента присутствует рекуператор, представляющий собой теплообменник,

обеспечивающий подогрев поступающего воздуха горения за счет тепловой энергии отходящих газов. Такой встроенный рекуператор может обеспечить экономию около 30% энергии по сравнению с системой, использующей холодный воздух горения. Однако теплообменники рекуперативного типа, как правило, не способны обеспечить подогрев воздуха до температуры, превышающей 550-600°С. Теплообменники этого типа используются при рабочей температуре технологического процесса 700 - 1100 °С [1].

Регенеративные горелки могут использоваться в диапазоне рабочих температур технологического процесса 800 - 1500 °С. Такие горелки позволяют утилизировать 85 - 90% теплоты отходящих газов печи, обеспечивая подогрев поступающего воздуха горения до очень высоких температур, которые могут достигать величины всего на 100 - 150°С меньше, чем рабочая температура продуктов сгорания [2].

Теплообменные регенеративные насадки являются неотъемлемой частью конструкции компактных регенеративных горелок.

Принцип работы регенератора цикличен. Регенеративный цикл состоит из двух периодов: нагрева и охлаждения насадки. Поэтому, как правило, регенеративные горелки применяются парно. В первом периоде цикла один из регенераторов нагревается продуктами сгорания, второй охлаждается воздухом, идущим на горение. После «перекидки клапанов» происходит реверс газовых потоков, первый регенератор начинает охлаждаться, а второй нагревается отходящими газами. Как правило, управление «перекидкой клапанов» осуществляться по заданной максимальной температуре уходящих газов 150-250 °С, либо по заданному интервалу времени между перекидками (обычно 10 - 360 с). Длительность самой перекидки составляет 1-5 с [3, 4]. На рисунке 1 показан принцип работы регенеративных горелок в печи.

Регенеративные насадки характеризуются высокой тепловой эффективностью из-за их развитой удельной поверхности нагрева, составляющей 116 - 348 м2/м3 для шаров диаметром 10-30 мм. Их тепловой КПД достигает 80 - 90 %, что позволяет максимально утилизировать теплоту

высокотемпературных отходящих газов. Экономия топлива при использовании регенеративной системы отопления составляет 30 - 60 % [5, 6]. Низкая температура уходящих продуктов сгорания, равная обычно 150 - 250 °С, позволяет отказаться от системы боровов из огнеупорных материалов, и использовать для эвакуации продуктов сгорания трубопроводы из низколегированной стали.

Рисунок 1.1 - Принцип работы регенеративных горелок [4, с. 297]

Однако регенеративные системы отопления обладают рядом недостатков, таких, как [7]:

- высокое гидравлическое сопротивление насадки до 2 кПа;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование рациональных параметров теплообменных насадок компактных регенеративных горелок»

- периодичность работы;

- нестационарность процессов нагрева и охлаждения, что затрудняет автоматическое управление;

- загрязнение засыпки насадки, при наличии в подвижных средах твердых частиц.

При применении регенеративных систем отопления снижение колебаний температуры нагрева достигается путем сокращения длительности цикла. В свою очередь, это ограничивает срок эксплуатации клапанов, снижает надежность

работы всей системы и увеличивает количество воздуха, выбрасываемого на трубу при перекидке клапанов.

К недостаткам регенераторов также можно отнести высокую стоимость материала насадки. Например, на долю корундовой насадки приходится около 60 % затрат в общей стоимости регенеративной системы отопления [8].

История развития регенеративных горелок - это путь от фундаментальных теоретических изысканий до высокотехнологичных промышленных решений, направленных на максимальное повышение энергоэффективности и минимизацию экологического воздействия промышленных теплотехнических установок. Хотя концепция регенерации теплоты известна давно, ее целенаправленное применение в конструкциях горелок для промышленных печей и агрегатов, способных работать в циклическом режиме с использованием компактных насадок, началось относительно недавно.

Несмотря на то, что массовое промышленное внедрение регенеративных горелок приходится на 80-е годы XX века, теоретические основы и первые исследования по расчёту регенеративных аппаратов начали активно публиковаться и развиваться значительно раньше - ещё в 60-х годах. Эти ранние работы заложили математический и физический фундамент для понимания процессов нестационарного теплообмена в насадках, что стало критически важным для последующего проектирования эффективных регенеративных систем. В этот период формировались основные уравнения теплового баланса, разрабатывались подходы к определению эффективности теплообмена и исследовалось влияние различных параметров на работу регенераторов [9].

Именно начало 80-х годов стало переломным моментом для широкого практического применения регенеративных технологий в горелочных устройствах.

Британская газовая компания British Gas совместно с фирмой Hotwork Development (Великобритания) сыграли ключевую роль, разработав и проведя первые масштабные исследования инновационной регенеративной системы отопления промышленных печей. Их работы послужили мощным толчком в

развитии компактных регенераторов, демонстрируя беспрецедентные возможности по утилизации тепла отходящих газов и подогреву воздуха для горения до очень высоких температур, что значительно повышало термический КПД печей. Эти разработки стали эталоном для многих последующих исследований и коммерческих продуктов [10].

Параллельно в Советском Союзе значительные работы в этом направлении проводились ОАО ВНИИМТ (Всероссийским научно-исследовательским институтом металлургической теплотехники). Особое внимание уделялось созданию высокотемпературных воздухоподогревателей на базе компактной регенеративной насадки для перспективных энергетических установок, таких как МГД-генераторы. Для достижения экстремально высоких температур нагрева воздуха (1500-2000 °С) в качестве аккумулирующего материала использовались шары из оксида циркония, корунда, а также из нержавеющей и углеродистой стали [11, 12]. Эти исследования не только решали задачи конкретных проектов, но и расширяли понимание поведения различных материалов в условиях высокотемпературной регенерации.

Успешные наработки в области высокотемпературных регенераторов нашли свое практическое применение в тяжелой промышленности. В 1989 году в СССР на Косогорском металлургическом комбинате был запущен в эксплуатацию блок воздухонагревателей для доменных печей с насыпной корундовой насадкой, состоящей из шариков диаметром 20 мм. Этот проект стал знаковым, поскольку позволил значительно увеличить температуру нагрева дутья до 1300 °С, что привело к существенной интенсификации доменного процесса и экономии кокса [13].

Фирма Hotwork Development продолжила активную работу, разработав системы регенеративных горелок, способных эффективно работать даже с низкокалорийными топливами, такими как доменный газ с теплотой сгорания 2900 кДж/м3. В этих системах предусматривался нагрев не только воздуха, но и самого газа, что еще больше повышало эффективность. Типичные регенераторы этой фирмы имели внешний диаметр 610 мм и высоту 838 мм, а в качестве материала

насадки использовались корундовые шарики диаметром 15 мм, демонстрируя тенденцию к использованию высокоэффективных керамических материалов для компактных устройств [14].

После распада СССР разработки регенеративных систем отопления активно продолжались в России и Украине. Ведущими центрами в России стали ОАО ВНИИМТ (позже НПФ «Горелочный центр»), Институт высоких температур Российской академии наук (ИВТРАН), а также проектные институты «Стальпроект» и Уралгипромез [15, 16].

Кульминацией этих усилий стало создание в 2001 году по проекту ОАО ВНИИМТ и НПФ «Горелочный центр» первой в России промышленной нагревательной печи садочного типа с регенеративной системой отопления на Верхнесалдинском металлургическом производственном объединении (ВСМПО). Внедрение этой технологии привело к выдающимся результатам: экономия топлива на печи составила 55 - 65 % [17], подтверждая высокую экономическую эффективность регенеративных горелок.

В Украине также велись активные работы по внедрению регенеративных технологий. На кафедре теплотехники и экологии металлургических печей (ТЭМП) НМетАУ (Национальной металлургической академии Украины) в 2000 году впервые в стране была построена и успешно испытана регенеративная нагревательная печь камерного типа, оборудованная системой регенеративных горелок, в которой насадкой служили корундовые шарики диаметром 20 мм. Дальнейшее развитие исследований привело к тому, что в 2004 году в цехе «Блюминг-1» ОАО «Криворожсталь» был пущен в эксплуатацию первый регенеративный нагревательный колодец с компактной насадкой, отапливаемый из центра подины [18, 19, 20], что стало важным шагом в модернизации крупномасштабных металлургических производств.

Современный этап развития регенеративных горелок характеризуется не только дальнейшим повышением термической эффективности, но и акцентом на экологические показатели, в частности, на снижение выбросов вредных веществ.

Новейшие разработки демонстрирует компания Tenova в сотрудничестве с CSM (Centro Sviluppo Materiali) - это беспламенные регенеративные горелки FlexyTech® последнего поколения. Эти горелки обеспечивают нагревательным печам как очень низкий уровень выбросов NOx (благодаря беспламенной технологии сжигания), так и более высокую энергоэффективность благодаря продвинутой регенеративной технологии [21]. Отсутствие видимого пламени в таких системах обусловлено равномерным распределением зоны реакции и интенсивной рециркуляцией продуктов сгорания, что снижает пиковые температуры и подавляет образование термических оксидов азота.

В обзорах [22, 23] представлены последние достижения и текущее состояние технологии промышленных регенеративных печей (IRF - Industrial Regenerative Furnaces). Особое внимание уделено разработкам и внедрениям инноваций в области моделирования зон и вычислительной гидродинамики (CFD) в IRF. Это включает интеграцию характеристик процессов скользящего нагрева (например, в протяжных печах), детальный анализ потока и радиационного теплообмена, а также разработку сложных стратегий управления и оптимизации печей. Кроме того, активно изучается использование различных систем рекуперации отходящего тепла (WHR) в IRF. Рассмотренные результаты показали, что модель распределения энергии является наиболее широко используемой и рассматривается как эффективный инструмент прогнозирования для определения ступенчатой энергоэффективности каждой зоны нагрева в печи, что позволяет точно настраивать и оптимизировать работу крупных промышленных агрегатов.

В последние годы на западе активно распространяется система MILD (Moderate or Intense Low-oxygen Dilution) сжигания, которая имеет большой потенциал для повышения термической эффективности при практически нулевых выбросах NOx. Отличительной особенностью этой системы является отсутствие видимого пламени, поскольку излучение от зон реакции ослаблено как за счет промежуточных частиц при пониженных температурах, вызванных интенсивной рециркуляцией сгоревшего газа, так и за счет отсутствия эмиттеров твердых частиц [24, 25, 26]. Концепция MILD, часто реализуемая в сочетании с

регенеративными горелками, является одним из наиболее перспективных направлений в развитии технологий сжигания с высокой энергоэффективностью и минимальным воздействием на окружающую среду.

Китай на сегодняшний день является мировым лидером в области разработки и внедрения высокоэффективных регенеративных технологий в металлургии и машиностроении. Это обусловлено как колоссальными объемами производства стали (более 50 % мирового рынка), так и жесткой государственной политикой в области энергосбережения и снижения углеродного следа (цели «Double Carbon» - пик выбросов к 2030 г. и углеродная нейтральность к 2060 г.) [27, 28].

Основу китайских регенеративных систем составляет технология HTAC (High Temperature Air Combustion) - сжигание топлива в воздухе, нагретом до высоких температур. Регенеративные печи в Китае превратились из инструмента простой экономии топлива в высокотехнологичные цифровые системы, способные работать на самых дешевых видах топлива при строгом соблюдении экологических норм. Основной вектор будущего развития - полная автоматизация и переход на водородное топливо [29, 30].

Таким образом, история развития регенеративных горелок - это путь от теоретических изысканий к высокотехнологичным промышленным решениям, движимый стремлением к повышению энергоэффективности, снижению расхода топлива и минимизации вредных выбросов в атмосферу. Современные разработки акцентируют внимание на "зеленых" технологиях, таких, как беспламенное и MILD сжигание, в сочетании с передовыми методами моделирования для достижения оптимальных эксплуатационных характеристик.

1.2 Исследование применяемых материалов в качестве теплоаккумулятора в компактной регенеративной насадке

В качестве засыпки (теплоаккумулятора) насадки применяют различные материалы. Выбор такого материала - это комплексная задача, зависящая от

множества факторов, включая требуемые рабочие температуры, химический состав рабочих сред (продуктов сгорания и воздуха), механические нагрузки, экономическую целесообразность и желаемую компактность самой насадки.

При выборе материала для компактной регенеративной насадки учитываются следующие ключевые характеристики:

1. Теплофизические свойства:

- Высокая удельная теплоемкость увеличивает количество теплоты, которое может быть аккумулировано в единице массы материала, что позволяет уменьшить объем насадки или увеличить время перекидки;

- Оптимальная теплопроводность необходима для быстрого и эффективного поглощения теплоты от горячего газа и последующей передачи его холодному воздуху. Слишком низкая теплопроводность приведет к медленному прогреву/охлаждению ядра элемента насадки, снижая эффективность. Слишком высокая - может усилить тепловой поток через материал насадки в продольном направлении, что для некоторых схем может быть нежелательно;

- Высокая плотность материала позволяет аккумулировать большее количество энергии в меньшем объеме, что критически важно для компактных насадок.

2. Термическая стабильность и стойкость:

- Материал должен выдерживать максимальные рабочие температуры без деградации структуры, размягчения или химического разложения;

- Способность выдерживать быстрые и многократные циклы нагрева-охлаждения (термические удары) без растрескивания или разрушения, что особенно актуально для реверсивных процессов.

3. Механическая прочность:

- Устойчивость к истиранию (при загрузке, транспортировке и эксплуатации элементы насадки могут подвергаться механическому воздействию);

- Прочность на сжатие, насадка должна выдерживать собственный вес и вес вышележащих слоев.

4. Химическая стойкость:

- Устойчивость к воздействию агрессивных компонентов отходящих газов (например, оксидов серы, щелочей, пыли);

- Отсутствие каталитических свойств, материал не должен способствовать нежелательным химическим реакциям.

5. Гидравлические характеристики: оптимальная форма и размер влияют на гидравлическое сопротивление насадки и площадь поверхности теплообмена.

6. Экономические факторы: стоимость и доступность материала. Существует обширный объем исследований, посвященных изучению

различных материалов, а также оптимальных размеров и форм элементов засыпки для компактных регенеративных насадок [31, 32].

В исследованиях рассматривались варианты материалов и форм теплоаккумуляторов, представленные в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Материалы, используемые в качестве теплоаккумулирующий засыпки насадки регенеративной горелки

Материал насадки Форма элемента насадки Эквивалентный диаметр, мм Плотность материала, кг/м3 Пороз-ность насадки Насыпная плотность, кг/м3

Корунд шарик 18,0 - 23,0 3020 0,42 1752

Муллитокорунд шарик 20,0 - 28,0 2186 0,50 1104

Чугун шарик 20,0 - 29,0 7620 0,46 4115

полусфера 14,1 - 16,3 7852 0,47 4162

Шамотные шарики шарик 22,0 - 28,0 2463 0,50 1244

Бой шамотного кирпича кусковая 27,0 - 55,0 2478 0,54 1140

Железорудные окатыши шарик 14,0 - 17,5 4113 0,50 2077

Шлак электропечи кусковая 23,0 - 39,0 3170 0,49 1617

Ниже дан словесный анализ характеристик наиболее распространенных материалов, применяемых для создания теплообменных регенеративных насадок

1. Керамические шарики из карбида кремния ^Ю):

- Преимущества: обладают выдающейся термической стойкостью к очень высоким температурам (до 1600 - 1800 °С), высокой теплопроводностью (значительно выше, чем у других оксидных керамик), отличной термической ударопрочностью и химической инертностью. Благодаря этому SiC шарики являются одним из наиболее эффективных материалов для высокотемпературных регенераторов;

- Недостатки: относительно высокая стоимость.

2. Керамические шарики из оксида алюминия (корунда, А1203):

- Преимущества: широко используются благодаря высокой прочности, термической стабильности (до 1600 - 1700 °С), хорошей абразивной стойкости и относительно меньшей стоимости по сравнению с карбидом кремния. Корундовые шарики показали свою эффективность во многих промышленных применениях, включая воздухонагреватели для доменных печей (например, на Косогорском металлургическом комбинате, где температура нагрева дутья достигала 1300 °С [31 с. 89, 32 с. 12, 33]);

- Недостатки: теплопроводность ниже, чем у SiC.

3. Железорудные окатыши:

- Преимущества: Основное преимущество - низкая стоимость и высокая плотность. Могут быть эффективны в условиях, где максимальные температуры нагревателя ниже (например, до 1000 - 1100 °С), и где важна экономичность решения;

- Недостатки: Ограниченная термическая стойкость по сравнению с керамикой, подверженность окислению и спеканию при высоких температурах и возможность деградации при термических ударах.

4. Другие керамические материалы:

- Используются также шарики из муллита и соединений циркония (особенно для экстремально высоких температур до 2000 °С, как в разработках ВНИИМТ для

МГД-генераторов [34]), а также кордиерита и стеатита для более умеренных температур. Керамические сотовые структуры (honeycomb) также применяются для уменьшения гидравлического сопротивления при сохранении высокой площади теплообмена.

5. Металлические материалы (например, нержавеющая сталь, специальные сплавы):

- Применяются в случаях, когда температура рабочего процесса не превышает 800 - 1000 °C. Обладают высокой теплопроводностью, что обеспечивает быстрый теплообмен, и хорошей механической прочностью. Однако подвержены окислению при высоких температурах и имеют меньшую удельную теплоемкость по сравнению с керамикой.

Еще одно экспериментальное исследование в отношении наилучшей формы теплоаккумулирующей засыпки теплообменной насадки регенеративной горелки описывает сравнение шариковой и трубной засыпки. Эмпирические исследования показали, что наиболее оптимальной является форма шариков диаметром 20 мм [35].

Наиболее часто применяемыми являются керамические шарики из карбида кремния и железорудные окатыши.

Существуют инновационные исследования, которые предлагают использовать теплоаккумуляторы с плавким ядром (шарики с жидким центром). Идея создания регенератора с плавким ядром для увеличения теплосодержания насадки была выдвинута Ярошенко Ю.Г., Швыдким В.С., Гордоном Я.М. и Советкиным В.Л. еще в 80-х годах ХХ столетия [36]. Это техническое решение позволяет увеличить время перекидки или уменьшить размеры насадки регенератора, однако температура насадки, а значит, и температура подогрева воздуха в этом случае изменяется в достаточно широких пределах, что негативно сказывается на тепловом режиме работы агрегатов, оборудованных подобными регенераторами.

В таблице 1.2 представлены варианты материалов для жидкого центра, для которых проводились исследования [37].

Таблица 1.2 - Исследуемые материалы плавкого ядра

Материал плавкого ядра Температура плавления ядра, °С Скрытая теплота плавления, кДж/кг Плотность плавкого ядра, кг/м3 Масса ядра, кг Время перекидки, с

Легкоплавкий сплав 155 45,73 8500 2,02 25,45

Олово 231,9 59 6834 2,24 36,2

Свинец 327,5 24,3 10510 3,74 24,74

Цинк 419,5 112,2 7135 2,96 90,1

Силумин АК 12 (Литейный сплав алюминия с кремнием) 550 364,36 2650 1,84 181,0

Алюминий 660 393 2380 0,56 58,0

АСМ (Алюминиевый антифрикционный сплав) 750 382,84 2830 0,92 92,5

МЛ 11 (Магниевый литейный сплав) 843 350,22 1800 0,61 54,7

Бронза БрБ2 955 209,44 8920 2,27 122,8

Медь 1083 213 8930 1,73 94

Дальнейшие исследования этой технологии не получили широкого применения из-за сложности реализации этой технологии, однако изучение

особенностей учета выделяющейся энергии фазового перехода является перспективной научной задачей [38, 39, 40, 41].

1.3 Анализ использования регенеративных горелок в беспламенном режиме и для сжигания низкопотенциальных видов топлива

Перспективным с точки зрения обеспечения энергоэффективности и экологичности на сегодняшний день считается беспламенное горение. Суть беспламенного сжигания газа состоит в воспламенении и горении предварительно подготовленной газовоздушной смеси на поверхности специальных керамических насадок (блоков) [42, 43, 44, 45]. Данный метод позволяет свести к минимуму химический недожог и организовать нормальные условия горения доменного газа при коэффициенте расхода воздуха а = 1,05 - 1,15.

Рекуперативные и регенеративные горелки (технология ШТАС) используются в современных технологиях «беспламенного сжигания». На рисунке 1.2 показаны области на графике «температура воздуха горения -концентрация кислорода», соответствующие различным режимам горения [4 с. 127, 20 с. 217, 21 с. 118, 22 с. 1219, 23, 24 с. 600, 25 с. 88].

Важным ограничением для современных технологий регенеративных горелок является противоречие между требованиями энергоэффективности и сокращения выбросов [45].

Объемы образования NOx при использовании топлив, не содержащих азота, зависят, главным образом, от температуры сжигания, концентрации кислорода, а также времени пребывания газов в зоне горения. При сжигании в традиционном пламени результатом подогрева воздуха до значительных температур является высокая пиковая температура пламени, которая в сочетании со значительным временем пребывания приводит к существенному увеличению интенсивности образования NOx [46].

Рисунок 1.2 - Различные режимы сжигания [4, с. 127]

Также в последнее время становится более распространенным использование регенеративных горелок для сжигания низкокалорийных газов или смеси природного и низкокалорийного газов. Это дополнительно решает вопрос использования вторичных энергоресурсов, таких как доменный газ, синтез газ и др. [47, 48] Были исследованы турбулентность струи, среднее по времени распределение скорости, перемешивание струи топлива, распределение радикалов, таких как СН и ОН, сделаны фотографии пламени. Результаты показали замедленное смешивание и сгорание в условиях высокой температуры и низкой концентрации кислорода. Было обнаружено, что температура предварительного подогрева воздуха для горения и концентрация кислорода оказывают значительное влияние на поведение топливной струи при горении [49].

Регенеративные горелки обеспечивают эффективное сжигание низкокалорийного топлива благодаря комплексному подходу к управлению процессом горения и максимальному использованию тепловой энергии. Это позволяет достичь высокой энергоэффективности и экологической безопасности при работе с различными видами топлива и их смесями [50, 51, 52, 53].

1.4 Анализ применяемых расчетных методов исследования компактных регенеративных насадок

Таким образом, можно заключить, что имеющаяся информация требует обобщения и дополнения для комплексного учета всех режимных и конструктивных параметров, что позволит обоснованно выбирать оптимальные конструкции компактных регенератов. Для решения подобных задач используется численное и физическое моделирование.

Среди известных математических моделей регенеративных теплообменников можно выделить аналитические, численные и численно-аналитические модели.

Аналитические модели представляют собой решения, полученные путем точного или приближенного интегрирования систем дифференциальных уравнений, описывающих нестационарный теплообмен в регенеративных насадках. Применение аналитических методов позволяет установить наглядную взаимосвязь между входными и выходными параметрами. Однако для получения таких решений, как правило, требуется принятие ряда существенных упрощающих предположений, таких как:

- Постоянство теплофизических свойств материала насадки и теплоносителей во всем температурном диапазоне;

- Одномерность теплопереноса в насадке и газе;

- Пренебрежение продольной теплопроводностью и гидродинамической дисперсией;

- Идеальные граничные и начальные условия.

Эти допущения ограничивают область применимости аналитических моделей узким классом задач и делают их менее точными при моделировании реальных сложных условий эксплуатации с переменными свойствами и геометрией. Важно подчеркнуть, что для полноценного описания нестационарных процессов в регенеративном теплообменнике получение точного и общеприменимого аналитического решения, как правило, невозможно [54].

Численные методы позволяют решать широкий спектр задач с учетом переменных теплофизических свойств и условий теплообмена. Они основаны на дискретизации непрерывных дифференциальных уравнений, описывающих физические процессы (теплоперенос, гидродинамика, массоперенос), на конечных элементах или объемах в пространстве и времени. При выборе оптимальных параметров расчетной сетки (шага по времени и координатам) обеспечивают высокую точность вычислений. Разновидностью численных методов являются численно-аналитические методы, которые заключаются в использовании при численном моделировании аналитических решений [55, 56].

Независимо от выбранного подхода, базовая постановка большинства математических моделей регенеративных теплообменников включает в себя как минимум два связанных дифференциальных уравнения, описывающих энергетический баланс: одно - для теплообмена в твердом материале насадки, и второе - для теплообмена в газообразном теплоносителе. Эта система уравнений, дополненная соответствующими начальными и краевыми условиями (определяющими взаимодействие насадки с окружающей средой и потоком газа, а также условия на входе и выходе), чаще всего решается с использованием метода конечных разностей (МКР) или метода конечных объемов (МКО) как наиболее эффективных инструментов для дискретизации и численного решения [57, 58].

Принципиальное отличие математических моделей, помимо выбора численного метода, связано с описанием процесса теплообмена внутри материала насадки:

- Модели с учетом внутреннего термического сопротивления насадки: В случае, когда термическое сопротивление материала насадки существенно

(например, для крупногабаритных элементов или материалов с низкой теплопроводностью, таких как огнеупорный кирпич, характерный для более старых или крупногабаритных регенераторов), внутренний теплообмен является определяющим для общей эффективности регенератора. В таких моделях необходимо решать одномерное (например, по радиусу или толщине элемента) или даже многомерное (если это оправдано геометрией) нестационарное дифференциальное уравнение теплопроводности для каждого элемента насадки на каждом временном шаге и по ее высоте. Граничные условия для таких элементов, как правило, предполагаются симметричными относительно их центральной оси, что отражает равномерный теплообмен с газом по периметру и отсутствие тепловых потоков через плоскость симметрии [59, 60].

- Модели в приближении термически тонкого тела: В противоположном случае, когда элементы насадки имеют малую толщину и высокую теплопроводность (например, тонкие металлические листы, сетки, керамические соты малого размера), их термическое сопротивление невелико. В этом приближении возможно использование концепции "термически тонкого тела", что означает мгновенное выравнивание температуры внутри элемента. Это существенно упрощает математическую модель, сводя задачу к описанию теплообмена в слое с учетом источников теплоты, связанных с конвективной теплоотдачей от газа. При этом, уравнение теплообмена в насадке трансформируется в обыкновенное дифференциальное уравнение теплового баланса с объемным тепловыделением. Для более точного учета реальных свойств элементов насадки, которые могут незначительно отличаться от идеального термически тонкого тела, часто вводится поправочный "коэффициент массивности". Этот коэффициент корректирует объемный коэффициент теплоотдачи, компенсируя влияние конечного термического сопротивления материала и обеспечивая более реалистичное описание процесса [61].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Начкебия Наталья Сергеевна, 2026 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Лошкарев, Н. Б. Скоростная рекуперативная горелка ГСР-150 / Н. Б. Лошкарев, А. Х. Мухамадиева // Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве (ТИМ-2015) : Сборник докладов IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, посвященной 95-летию кафедры и университета, Екатеринбург, 26-27 марта 2015 года / Министерство образования и науки Российской Федерации, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. - Екатеринбург: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2015. - С. 96-100. - EDN VWWGFN.

2. Тимошпольский, В. И. Пути повышения энергоэффективности промышленных печей при рекуперации теплоты уходящих дымовых газов / В. И. Тимошпольский, И. А. Трусова, Д. В. Менделев // Литье и металлургия. - 2012. -№ 2(65). - С. 98-101. - EDN SKENWR.

3. Дистергефт, И. М. Регенеративные системы отопления для нагревательных печей прокатного и кузнечного производств / И. М. Дистергефт, Г. М. Дружинин, В. И. Щербини и др.// Металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр. Т. 5. - Днепропетровск: НМетАУ, - 2002. - С. 44 - 57.

4. Edmundson, J. Regenerative firing of low calorific value gas for high temperature process //Revue de Métallurgie. - 1989. - Т. 86. - №. 1. - С. 55-62.

5. Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency // European IPPC Bureau published in February 2009 [Электронный ресурс]. URL: https://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/energy-efficiency.

6. Дистергефт, И. М. Регенеративные системы отопления для нагревательных печей прокатного и кузнечного производств (история развития, теория и практика) / И. М. Дистергефт [и др.] // Литье и металлургия. - 2003. - № 1. - С. 46-52.

7. Губинский, В. И. Применение регенеративных горелок в промышленных печах с целью энергосбережения/ В. И. Губинский, А. О. Еремин //Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. - 2001.

- №. 5. - С. 50-58.

8. Заворин, А. С. Развитие энергоэффективных технологий в теплоэнергетике/ А. С. Заворин, Ю. А. Загромов, Л. А. Беляев // Известия ТПУ. -2003. - №1. - С. 139-143.

9. Дружинин, Г. М. Регенеративная горелка : справочник. В 2-х томах / Г. М. Дружинин, И. М. Дистергефт; Открытое акционерное общество «Научно -исследовательский институт металлургической теплотехники» (ОАО «ВНИИМТ»); Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина; под общей редакцией Г. М. Дружинина. Том 2. -Екатеринбург : Агентство Маркетинговых Коммуникаций «День РА», 2019. -1112 с. - ISBN 978-5-9908685-7-1. - EDN BFUNAX.

10. Schalles, D. Regenerative Burners-Are They Worth It? //American Flame Research Joint Symposium: Wailea, HI, USA. - 2004.

11. Зайнуллин, Л. А. Научно-исследовательскому институту металлургической теплотехники (ОАО "ВНИИМТ") - 90 лет / Л. А. Зайнуллин, Г. М. Дружинин // Сталь. - 2020. - № 5. - С. 2-6. - EDN ZTHTWN.

12. Дистергефт, И.М. Опыт ВНИИМТа в разработке регенеративных систем отопления для металлургических агрегатов/ И.М. Дистергефт, Г.М. Дружинин, В.И. Щербина // Сталь. - 2000. - № 7. - С. 84 - 90.

13. Горюнова, И. Ю. Регенераторы ГТУ: учебно-методическое пособие / И. Ю. Горюнова, И. Д. Ларионов. - Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2017. - 80 с. - ISBN 978-5-7996-2259-6. - EDN ZVIXAH.

14. Rixien, K. Einsatz von Regenerativ-Brennern an Ofen der Stahlindustrie/ K. Rixien, G Andrejewsky // Gas waerme international. - 1998. - Vol. 47, № 11. - Р. 603

- 608.

15. Козырьков, В.В. Энергосберегающие отопительные системы нагревательных и термических печей/ В. В. Козырьков, С. А. Смирнов, И. Э. Шагинян // Сталь. - 1991. - № 10. - С. 81 - 86.

16. Ярошенко, Ю. Г. Теплофизика-научная база энерго-и ресурсосберегающих металлургических технологий //Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2017. - Т. 60. - №. 8. - С. 587-602.

17. Ерёмин, А. О. Формирование равномерного температурного поля газов в регенеративном нагревательном колодце //Металлургическая теплотехника: Сборник научных трудов Национальной металлургической академии Украины. -2010. - №. 2. - С. 17.

18. Дистергефт, И. М. Регенеративные системы отопления для нагревательных печей прокатного и кузнечного производств/ И.М. Дистергефт, Г.М. Дружинин, В.И. Щербинин и др // Металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр. - Т. 5. - Днепропетровск: НМетАУ, 2002. - С. 44 - 57.

19. Затопляев, Г.М. Теплотехническое испытание нагревательной печи с регенеративными горелками / Г.М. Затопляев, А.О. Еремин // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2000. - № 3. - С. 85 - 87.

20. Еремин, А.О. Промышленная эксплуатация регенеративного нагревательного колодца комбината «Криворожсталь» // Металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр. НМетАУ. Книга первая. - Днепропетровск: Пороги, 2005. - С.214 - 221.

21. Tenova FlexyTech regenerative flameless burners / Marco Ageno, Alessandro Della Rocca, Massimiliano Fantuzzi, Maurizio Senarega // Millennium Steel - 2011. -С. 115-122.

22. Jun, Zhao Industrial reheating furnaces: A review of energy efficiency assessments, waste heat recovery potentials, heating process characteristics and perspectives for steel industry/ Jun Zhao, Ling Ma, Mohamed E. Zayed, Ammar H. Elsheikh, Wenjia Li, Qi Yan, Jiachen Wang //Process Safety and Environmental Protection. - 2021. - Т. 147. - С. 1209-1228.

23. Yepes, H. A. Simulación de un horno regenerativo bajo el régimen de combustión sin llama usando gas de síntesis y gas natural/ Yepes H. A. et al. //Ingeniería y Competividad. - 2022. - Т. 24. - №. 1. - С. NA-NA.

24. Ceriello, G. Mini-Review: Heat Transfer Mechanisms in MILD Combustion Systems/ Ceriello G. et al. //Frontiers in Mechanical Engineering. - 2021. - Т. 7. - С. 505-923.

25. Wünning, J. A. Flameless oxidation to reduce thermal NO-formation/ J. A. Wünning, J. G. Wünning //Progress in energy and combustion science. - 1997. -Т. 23. - №. 1. - С. 81-94.

26. Milani, A. Low NOx Regenerative brenner in einer Anlage zum kontinuierlichen Glühen von Edelstahlband/ A. Milani, G.V. Salamone, J.G. Wünning // Gas waerme inter-national. - 1997. - Vol. 46, № 12. - Р. 532 - 535.

27. Хоу, Чен Лян Современное состояние и перспективы развития высокопроизводительных регенеративных печей в КНР // Металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр. - Т. 1. - Днепропетровск: ГМетАУ, - 1999. -С. 195 - 200.

28. Jinhu? Yang An Experimental Study on Combustion Characteristics of Regenerative Gas Burner/ Jinhu Yang, W.B. Kim, Dong Soon Noh// Journal of the Korean Society of Combustion. 2000. Vol 5. No. 1. pp. 99-108.

29. Xi, Shanqing Design Features of Air and Gas Double Preheating Regenerative Burner Reheating Furnace/ Xie Shanqing, Daohong Wu // Energy Procedia. 2015. Vol 66. pp. 189-192.

30. Yan, Cheng-pei Development and Application for Gas-Fired Vacuum Heat Treatment Furnace Technology // The Heat Treatment. 2002.

31. Кудинов, В.А. Исследование теплообмена и гидравлических сопротивлений регенеративных воздухоподогревателей новой конструкции / В.А. Кудинов, А. Ю. Абрамова, Е. В. Волков // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. - 2004. - №2. - С. 85-92. URL: https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/87645/85-92.pdf?sequence=1 (дата обращения: 26.05.2022).

32. Шевченко, Г.Л. Об использовании комбинированных насыпных насадок в регенеративных горелках/ Г.Л. Шевченко, М.В. Губинский, Р.Г. Хейфец // Теория и практика металлургии. - 2000. - № 5. - С. 11-13.

33. Федоров, С.С. Экспериментальное исследование работы компактных регенеративных насадок/ С.С. Федоров, Г.Л. Шевченко, М.В. Губинский // Металлургическая теплотехника: Сб. научн. тр. Национальной металлургической академии Украины.-Днепропетровск: НМетАУ, - 2008. - 328 с. - С. 87 - 92

34. Шейндлин, А. Е. Алюмоводородные МГД-генераторы электроэнергии / А. Е. Шейндлин, В. А. Битюрин, А. З. Жук [и др.] // Доклады Академии наук. -2009. - Т. 425, № 4. - С. 484-486. - ББК ДХОШУ.

35. Воробьева, Л. А. Сравнительные характеристики минирегенераторов с шариковой и трубной насадкой/ Л. А. Воробьева, В. И. Губинский // Металлургическая теплотехника: Сб. научн. тр. Национальной металлургической академии Украины.-Днепропетровск: НМетАУ. - 2008. - С. 55-68.

36. Авторское свидетельство № 1015238 А1 СССР, МПК F28D 19/04, F23L 15/02. Регенеративный теплообменник : № 3347333 : заявл. 06.10.1981 : опубл. 30.04.1983 / А. А. Рымкевич, М. А. Барский-Зорин, О. П. Иванов [и др.] ; заявитель ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ЛЕНИНГРАДСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ХОЛОДИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ, НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ТЕХЭНЕРГОХИМПРОМ". - ББК 1Р1ШБ.

37. Разработка теплообменного блока для регенеративной горелки / Г. М. Дружинин, Н. Б. Лошкарев, А. Н. Лошкарев [и др.] // Современные научные достижения металлургической теплотехники и их реализация в промышленности : сборник докладов II Международной научно -практической конференции, посвященной 90-летию Заслуженного деятеля науки и техники РФ Юрия Гавриловича Ярошенко, Екатеринбург, 18-21 сентября 2017 года / Министерство образования и науки Российской Федерации; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Институт новых

материалов и технологий, Кафедра «Теплофизика и информатика в металлургии». - Екатеринбург: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2018. - С. 60-69. - ЕБК ТОНЪБ.

38. Оценка энергоэффективности теплового аккумулятора фазового перехода на основании термограмм нагревания и охлаждения / В. Д. Александров, Е. А. Покинтелица, А. Ю. Соболев, О. В. Соболь // Вестник Донецкого национального университета. Серия Г: Технические науки. - 2019. - № 2. - С. 56-66. - ЕБК

тамт

39. Александров, В. Д. Однофакторный дисперсионный анализ свойств теплоаккумулирующих материалов / В. Д. Александров, О. В. Александрова, Е. А. Покинтелица // Донецкие чтения 2019: образование, наука, инновации, культура и вызовы современности : материалы IV Международной научной конференции, Донецк, 29-31 октября 2019 года. Том 1. Часть 2. - Донецк: Донецкий национальный университет, 2019. - С. 5-7. - ЕБК НВШЕБ.

40. Использование скрытой теплоты плавления металлов в регенеративных насадках горелочных устройств / Г. М. Дружинин, К. С. Рубцова, Н. Б. Лошкарев, Е. Д. Солнцева // Сталь. - 2023. - № 5. - С. 58-61. - ЕБК К2НМШ.

41. Лошкарев, Н. Б. Теплообменный блок с плавким ядром для регенеративной горелки / Н. Б. Лошкарев, А. Х. Мухамадиева // Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве : Сборник докладов VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (ТИМ'2017) с международным участием, Екатеринбург, 11-12 мая 2017 года / Редакционная коллегия сборника докладов: Спирин Н. А., Лавров В. В., Бурыкин А. А., Воронов Г. В., Гольцев В. А, Гурин И. А., Казяев М. Д., Киселев Е. В., Куделин С. П., Лошкарев Н. Б., Матюхин В. И., Носков В. Ю., Швыдкий В. С., Ярошенко Ю. Г.. - Екатеринбург: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2017. - С. 66-71. -ЕБК 7Я0ЬВЬ.

42. Тихонов, Б.А. Особенности тепло-вой работы слоевой насадки из частиц с плавящимся ядром/ Б.А. Тихонов, Ф.Р. Шкляр, Ю.Г. Ярошенко и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1979. - № 2. - С. 118 - 121.

43. Арсеев А.В. Сжигание газов. - Свердловск - Москва: Металлургиздат, 1952. - 391 с.

44. Филипьев О.В. Промышленные печи и газовое хозяйство заводов. - Киев: Высшая школа, 1976. - 240 с.

45. Равич М.Б. Эффективность использования топлива. - Москва: Наука, 1974. - 344 с.

46. Rafidi, N. Thermal performance analysis on a two composite material honeycomb heat regenerators used for HiTAC burners/ N. Rafidi, W. Blasiak //Applied thermal engineering. - 2005. - Т. 25. - №. 17-18. - С. 2966-2982.

47. Verissimo, A. Parametric Study of a Regenerative Burner Working in a Flameless Combustion/ A. Verissimo, A. Maura, A. Rocha, E. Vieira Cortez, F. Costa // January 2015 Conference: IX Congresso Nacional de Engenharia Mecanica URL: https://www.researchgate.net/publication/316726408_Parametric_Study_of_a_Regener atiRe_Burner_Working_in_a_Flameless_Combustion (дата обращения: 26.05.2022).

48. Fukushima, S. Eco-friendly Regenerative Burner Heating System Technology Application and Its Future Prospects/ S. Fukushima, Y. Suzukawa, T. Akiyama, Y Kato, A. Fujibayashi and T. Tada // NKK TECHNICAL REVIEW - 2002. - No.87. URL: https://www.jfe-steel.co.jp/archives/en/nkk_giho/87/pdf/87_06.pdf.

49. Yepes, H. A. The effect of syngas addition on flameless natural gas combustion in a regenerative furnace/ H. A. Yepes, J. E. Obando, A. A. Amell // Energy. - 2022. -Т. 252. URL: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0

50. Kuraly, E. Application of regenerative burners to a continuous galvanizing line/ E. Kuraly, J. Edward // Iron and Steel Engineer. - 1989. - Vol. № 66, № 1. -P. 46 - 51.

51. Ahmad J. Energy efficiency in burners // Energy Manag. - 1992. - Jan. - Feb. - P. 17 - 18.

52. Azizi, Muhamad Design and Development of Mild Combustion Burner. Design and Development of Mild Combustion Burner. // November 2015 Conference: IX

Congresso Nacional de Engenharia Mecánica URL:

https://www.researchgate.net/publication/

2S5l00l9S_Design_and_Development_of_Mild_Combustion_Burner

53. Mörtberg, M. Combustion of Low Calorific Fuels in High Temperature Oxygen Deficient Environment/ M. Mörtberg, W. Blasiak, A. K. Gupta //Industrial Heating Journal. - 2005. - Т. 42. - №. 1. - С. 45-54.

54. Тихонов, Б.А. Особенности тепловой работы компактных слоевых регенераторов/ Б.А. Тихонов, Я.М. Гордон, В.А. Гурашвили и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 19S4. - № 6. - С. 108 - 110.

55. Недопёкин, Ф. В. Теоретические и прикладные аспекты теплопереноса / Ф. В. Недопёкин, С. И. Гинкул, Е. В. Новикова. - Донецк: ДонНУ. - 2013. - 321 с.

56. Пирумов, У. Г. Численные методы: Учебное пособие. / У. Г. Пирумов. -Москва: Изд-во МАИ. - 19SS. - 188 с.

57. Бирюков, А.Б. Энергоэффективность и качество тепловой обработки материалов в печах: Монография. - Донецк: Ноулидж (донецкое отделение), 2012.- 247 с.

5S. Захаров, Н.И. Математические модели и методы численного моделирования тепломассообменных процессов./ Н.И. Захаров, С.В. Гридин -Донецк: типография. - 2017. - 120 с.

59. Теплообмен: теория и практика / В. В. Карнаух, А. Б. Бирюков, С. И. Гинкул [и др.]. - Донецк : Донецкий национальный университет экономики и торговли имени Михаила Туган-Барановского , 2018. - 328 с. - EDN DWOKIV.

60. Курбатов, Ю.Л. Металлургические печи: учебное пособие / Ю.Л. Курбатов, Ю.Е. Василенко. - Донецк: ГВУЗ «ДонНТУ», 2013. - 388 с.

61. Цветков, Ф. Ф. Задачник по тепломассообмену / Ф. Ф. Цветков, Р. В. Керимов, В. И. Величко. - Москва: Изд-во МЭИ. - 1997. - 136 с.

62. Ищанов, Т. Р. Численные методы в математическом моделировании: векторная аппроксимация и метод конечных элементов / Т. Р. Ищанов, А. Ш. Джабраилов, А. П. Николаев, А. С. Андреев // В сборнике: Актуальные проблемы

и перспективы развития строительного комплекса. Сборник трудов Международной научно-практической конференции. Волгоград, 2023. - С. 24-30.

63. Бирюков, А.Б. Совершенствование теплотехнических параметров систем производства непрерывнолитой заготовки и ее тепловой обработки: Монография. - Донецк: Ноулидж (донецкое отделение), 2013.- 472 с.

64. Расчеты нагревательных печей: [Учеб. пособие для металлург. вузов УССР] / С. И. Аверин, Э. М. Гольдфарб, А. Ф. Кравцов и др. ; Под ред. д -ра техн. наук проф. Н. Ю. Тайца. - 2-е изд., испр. и доп. - Киев : Техника, 1969. - 539 с.

65. Курбатов, Ю.Л. Методика теплового расчета шариковой регенеративной насадки / Ю.Л. Курбатов, А.Б. Бирюков, Н.С. Начкебия, Е.В. Новикова, Е.А. Пилипеев // Черная металлургия. Бюллетень научно -технической и экономической информации. 2018. - № 6 (1422). - С. 82-91.

66. Затопляев, Г.М. Расчет основных параметров шариковой насадки регенеративной горелки // Металлургическая и горнорудная промышленность. -2001. - № 2. - С. 103 - 105.

67. Бирюков, А.Б. Методика определения основных параметров теплообменной насадки регенеративных горелок // Сталь - 2018. - №. 11. - С. 7275.

68. Технический прогресс и топливо-энергопотребление в черной металлургии /. Перлов Н.И., Егоричев А.П., Петраковский А.П. и др. - Москва: Металлургия, 1975. - 408 с.

69. Филимонов, Ю.П. Металлургическая теплотехника. / Ю.П. Филимонов, С.Б. Старк, В.А. Морозов - Москва: Металлургия, 1974. - 519 с.

70. Агафонова, М.И. Блок доменных воздухонагревателей с насыпными насадками для доменной печи № 1 ММК/ М.И. Агафонова, Я.П. Калугин, Н.А. Андреев и др. // Режимные и конструктивные параметры тепловых металлургических агрегатов: Сб. науч. тр. - Москва: Металлургия, 1986. - С.48 -50.

71. Барыкин, Н.Н. Теория и технология доменного процесса: Учебное пособие. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. - 257 с.

72. Глинков, М.А. Основы общей теории тепловой работы печей - Москва : Металургиздат, 1959. - 416 с.

73. Попов, С. К. Исследование тепловой работы регенератора с шариковой насадкой / С.К. Попов // Промышленная энергетика. - 2019. - № 5. - С. 26-33.

74. Монаркин, Н. Н. Построение и исследование простейшей математической модели регенеративного теплообменника/ Н.Н. Монаркин, А.А. Синицын, А.Н. Наимов // Вестник Череповецкого государственного университета. - 2016. -№. 3 (72). - С. 11-15.

75. Кабаков, З. К. Математическое описание тепловых процессов в насадке регенеративной горелки / З. К. Кабаков, И. А. Сенатова // Научно-технический прогресс в чёрной металлургии: I Международная научно-техническая конференция, Череповец, 02-04 октября 2013 года / Ответственный редактор А. Л. Кузьминов. - Череповец: Череповецкий государственный университет, 2013. - С. 119-123. - ББК ЯдЯ/БЬ.

76. Сысоева, Т. Е. Конечно-разностное решение задачи нагрева (охлаждения) неподвижного пористого слоя материала на основе уточненной физической модели движения газа/ Т.Е. Сысоева, Ю.Я. Абраменков //Металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр. НМетАУ. - 2008. - С. 272-286.

77. Соболь, Е. В. Математическая модель регенеративного теплоутилизатора //Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование». - 2010. - №. 2. - С. 34-44.

78. Монаркин, Н. Н. Математическая модель процесса аккумуляции тепловой энергии в стационарном переключающемся регенеративном теплоутилизаторе //Фундаментальные исследования. - 2014. - №. 11-4. - С. 759-764.

79. Сезоненко, Б.Д. Математическое моделирование теплопередачи и гидравлического сопротивления в регенеративном теплообменнике с шаровой насадкой/ Б.Д. Сезоненко, В.Н. Орлик, В.В. Алексеенко // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 1998. - № 5. - С. 18 - 22.

80. Попов, С.К. Математическая модель компактного регенератора // Пром. теплотехника. - 2001. - № 10. - С. 39 - 40.

81. Бирюков, А. Б. Анализ теплотехнической эффективности печей, отапливаемых регенеративными горелками/ А.Б. Бирюков, А.Н. Лебедев, П.А. Гнитиев //Сталь. - 2018. - №. 3. - С. 64-67.

82. Joachim G. Wuenning Regenerative Burners for Heat Treating Furnaces // 8th European Conference on Industrial Furnaces and Boilers 25 - 28 March 2008 Vilamoura, Portugal URL: https://www.yumpu.com/en/document/view/13129026/regenerative-burners-for-heat-treating-furnaces-floxcom (дата обращения 27.05.2022).

83. Начкебия, Н.С. Анализ расчетных методов и математических моделей теплообменных процессов в насадках регенеративных горелок / Н.С. Начкебия, А.Б. Бирюков // Вестник Донецкого национального университета. Серия Г: Технические науки. 2023. - № 1. - С. 50-56.

84. Вегман Е.Ф. Краткий справочник доменщика. - Москва, : Металлургия, 1981. - 238 с.

85. Шорин, С. Н. Теплопередача: учебное пособие / С. Н. Шорин. - Москва, Ленинград: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1952. - 340 с.

86. Казанцев, Е.И. Промышленные печи / Е. И. Казанцев. - Москва: Металлургия. - 1975. - 368 с.

87. Бухмиров, В.В. Тепломассообмен: Учебник в 2-х т. Т. I / ФГБОУВО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». - Иваново, 2023. - 364 с

88. Начкебия, Н.С. Моделирование температурного поля насадок регенеративных горелок / Н.С. Начкебия, А.Б. Бирюков, Я.Ю. Асламова // Вестник Донецкого национального университета. Серия Г: Технические науки. 2024. - № 4. - С. 234-241.

89. Юдин, Ю.В. Организация и математическое планирование эксперимента : учебное пособие / Ю.В. Юдин, М.В. Майсурадзе, Ф.В. Водолазский.-Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2018.- 124 с.

90. Макаричев, Ю.А. Методы планирование эксперимента и обработки данных: учеб. пособие / Ю.А. Макаричев, Ю.Н. Иванников - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2016. - 131 с.

91. Задорожная, Е.А. Теория планирования эксперимента: учебное пособие / Е.А. Задорожная. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2018. - 92 с.

92. Теплофизические основы тепловой работы металлургических слоевых печей и агрегатов : учебное пособие / Ю. Г. Ярошенко, В. С. Швыдкий, Н. А. Спирин [и др.] ; Ю. Г. Ярошенко, В. С. Швыдкий, Н. А. Спирин, В. И. Матюхин, В. В. Лавров; научный редактор Ю. Г. Ярошенко; Министерство образования и науки Российской Федерации, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. - Екатеринбург : АМК «День РА», 2019.

- 464 с. - ISBN 978-5-9908685-9-5.

93. Сезоненко, Б. Д., Повышение эффективности использования природного газа при отоплении промышленных печей регенеративными горелками / Б.Д. Сезоненко, В.Н. Орлик, В.В. Алексеенко // Экотехнологии и ресурсосбережение.

- 1996. - № 1. - С. 14-18.

94. Губинский, В. И. Металлургическая теплотехника на пороге столетий. Современные проблемы металлургии: Сб. науч. тр. - Днепропетровск, 1999. -Вып. 1. - С. 197- 207.

95. Мигура, А. А. Разработка и анализ нейросети для прогнозирования параметров эффективности насадки регенератора стекловаренной печи / А. А. Мигура, А. В. Кошельник // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2015. - Т. 6, № 8(78). - С. 29-33. - DOI 10.15587/17294061.2015.55482.

96. Теплообменный блок для регенеративной горелки / Г. М. Дружинин, Н. Б. Лошкарев, А. Н. Лошкарев [и др.] // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2017. - Т. 60, № 8. - С. 643-650. - DOI 10.17073/0368-0797-2017-8643-650.

97. Еремин, А. О. Моделирование тепловой работы кольцевой печи с регенеративными горелками / А. О. Еремин, Е. В. Гупало, Л. А. Воробьева //

Моделирование и наукоемкие информационные технологии в технических и социально-экономических системах : труды IV Всероссийской научно -практической конференции с международным участием, Новокузнецк, 12-15 апреля 2016 года. Том Часть 1. - Новокузнецк: Сибирский государственный индустриальный университет, 2016. - С. 363-367.

98. Рыков, В.В. Математическая статистика и планирование эксперимента / В.В. Рыков, В.Ю. Иткин //учебное пособие - Москва: Колос. - 2008.

99. Кинякин, В. Н. Некоторые предостережения по проверке качества модели регрессии с помощью коэффициента детерминации/ В.Н. Кинякин, Ю.С. Милевская // Вестник Московского университета МВД России. - 2014. - №. 8. - С. 200-204.

100. Кремер, Н. Ш. Эконометрика: учебник для студентов вузов / Н.Ш. Кремер, Б.А. Путко; под ред. Н.Ш. Кремера. - 3-е изд., перераб. и доп. - Москва: ЮНИТИ-ДАНА, 2010. - 328 с.

101. Бирюков, А. Б. Определение закона изменения температуры продуктов сгорания на выходе из регенеративной насадки / А. Б. Бирюков, Н. С. Начкебия // Промышленная энергетика. - 2025. - № 10. - С. 35-43.

102. Начкебия, Н.С. Уточнение инженерной методики определения основных параметров шариковой теплообменной насадки регенеративной горелки / Н.С. Начкебия, А.Б. Бирюков // Вестник Донецкого национального университета. Серия Г: Технические науки. 2025. - № 4. - С. 226-231.

103. Бирюков, А.Б. Определение оптимального времени перекидки клапанов компактных регенеративных горелок / А.Б. Бирюков, Н.С. Начкебия // Энергетические системы. - 2025. - № 4. - С. 46-51.

104. Каталог горелок ООО «Донецкая Электротехническая Компания», г. Донецк. URL: https://dek-eng.ru/products/gorelochnye-ustrojstva/ (дата обращения 27.05.2024).

105. Чаповец, Э. Регенеративные горелочные системы для печей периодического действия / Э. Чаповец, Х. Краммер, Й. Гайдиес // Черные металлы. - 2013. - № 9(981). - С. 50-56. - EDN PTXKIH.

106. Аксельруд, Л.Г, Нагревательные печи: учеб. для вузов / Л.Г Аксельруд, И.И. Сухов - Москва.: Металлургиздат, - 1962. - 276 с.

107. Семикин, И. Д. Нагрев массивных тел излучением / И. Д. Семикин, Ю. И. Розенгарт, Э. М. Гольдфарб // Сталь. - 1956. - №. 3. - С. 252-256.

108. Маковский, В.А. Алгоритмы управления нагревательными печами / В.А. Маковский, И.И. Лаврентик - Москва: "Металлургия". - 1977. - 183 с.

Приложение А

Копия документа о внедрении результатов диссертационной работы на

производство

YASINOVATSKY MACHINE BULDING PLANT

RPA «YAMZ» LLC INN 9307001995 KPP 931101001 Russian Federation, Donetsk People's Republic, Yasinovataya, Artyoma str., 31 Ph.:[phone] e-mail: [e-mail] www.vmzdn.ru

№

/

ЯСИНОВАТСКИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ЗАВОД

ООО «НПО «Я М 3» ИНН 9307001995 КПП 931101001 Российская Федерация, Донецкая Народная Республика, м.о. Ясиноватский, г.Ясиноватая, ул. Артема, 31 Тел.:[phone] e-mail: [e-mail] www.vmzdn.ru

АКТ

внедрения результатов исследований диссертационной работы Начкебия Н.С.

на тему «Обоснование рациональных параметров теплообменных насадок компактных регенеративных горелок», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 2.4.6. «Теоретическая

и прикладная теплотехника»

В диссертационной работе аспирантки Начкебия Н.С при помощи разработанных математической модели теплообменных процессов в шариковой насадке регенеративной горелки и методики расчета определены конструктивные и спрогнозированы эксплуатационные параметры регенеративных горелок мощностью 100, 250 и 500 кВт, предназначенных для отопления нагревательных печей кузнечно-прессового цеха е ООО «НПО «ЯМЗ». На основании оценки ожидаемого эффекта от замены имевшихся ранее систем отопления печей на системы, базирующиеся на использовании предложенных регенеративных горелок, принято решение о целесообразности такой реконструкции.

ООО «НПО «ЯМЗ» принял расчетную методику, разработанную в диссертации Начкебия Н.С., для проектирования компактных регенеративных горелок и их последующего внедрения для отопления печей в условиях кузнечно-прессового цеха.

Директор производственного объединения

В.Ю. Мурай

Приложение Б

Копия документа о внедрении результатов диссертационной работы в

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ "УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

(ФГБОУ ВО "ДонНТУ")

Артёма ул., 58, г.Донецк, г.с. Донецкий, Донецкая Народная Республика, 283001 тел.:[phone] e-mail: [e-mail] ОКПО 95580141 ОГРН 1229300078633 ИНН/КПП 9303013012/930301001

О внедрении результатов исследований диссертационной работы аспиранта кафедры «Техническая теплофизика» Донецкого национального технического университета Начкебия Н.С. на тему: «Обоснование рациональных параметров теплообменных насадок компактных регенеративных горелок», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 2.4.6. Теоретическая и прикладная теплотехника (технические науки) в учебный процесс ФГБОУ ВО «Донецкий национальный технический университет».

Применение усовершенствованной методики определения параметров теплообменной насадки компактной регенеративной горелки, предложенной в диссертационной работе на соискание степени кандидата технических наук, принято к внедрению в учебный процесс для проведения практических занятий по дисциплине «Высокотемпературные технологические установки» для студентов бакалавров кафедры «Техническая теплофизика» по направлению подготовки 22.03.02 - Промышленная теплотехника.

учебный процесс

На№

Диссертационный совет 24.2.491.02 При ФГБОУ ВО «Донецкий национальный технический университет»

СПРАВКА

Первый проректор

А.А. Каракозов

В.А. Попов

ФГБОУ ВО «ДОННТУ» д-р техн. наук, профессор

А.Б. Бирюков

Приложение В

Копия документа о внедрении результатов диссертационной работы в

научную тему

Js

т

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

(ФГБОУ ВО "ДонНТУ")

Артёма ул., 58, г.Донецк, г.о. Донецкий, Донецкая Народная Республика, 283001 тел.:[phone] e-mail: [e-mail] ОКПО 95580141 ОГРН 1229300078633 ИНН/КПП 9303013012/930301001

/¿.¿^гл-ш ^Г' /су/г

На№

Диссертационный совет 24.2.491.02 При ФГБОУ ВО «Донецкий национальный технический университет» СПРАВКА

О внедрении результатов диссертационной работы Начкебия Н.С. на тему «Обоснование рациональных параметров теплообменных насадок компактных регенеративных горелок», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 2.4.6. Теоретическая и прикладная теплотехника (технические науки).

Результаты диссертационного исследования Начкебия Н.С., связанные с исследованием теплообменных процессов шариковой насадки регенеративной горелки использованы в рамках научно-исследовательской темы кафедры технической теплофизики «Совершенствование тепломассообменных процессов и режимов работы оборудования для тепловой обработки материалов» (шифр темы Н 2022-13, срок выполнения темы 01.09.2022г. -30.06.2024г.). В рамках темы была разработана математическая модель теплообменных процессов шариковой насадки регенеративной горелки.

Исследование продолжилось в рамках молодежной научной лаборатории «Приборостроение и станкостроение». Была создана лабораторная установка для верификации разработанной математической модели, проведен ряд опытов и анализ результатов. Разработана методика для определения рациональных параметров шариковых теплообменных насадок регенеративных горелок, применяющихся в печах для термической обработки материалов.

Проректор по научной работе ФГБОУ ВО «ДОННТУ» д-р техн. наук, профессор Начальник УНИ ФГБОУ ВО «доьшту» д-р техн. наук, профессор Заведующий кафедрой «Техническая теплофизика» ФГБОУ ВО «ДОННТУ» д-р техн. наук, профессор

С.В. Борщевский К.Н. Лабинский

А.Б. Бирюков